CHUYÊN đề 2 AMIN – AMINOAXIT PROTEIN

Chuyờn
2.

AMIN AMINOAXIT - PROTEIN

A. L THUYT C BN V NNG CAO
I. AMIN
1. Khỏi nim, phõn loi, danh phỏp v ng phõn
a) Khỏi nim
Khi thay th mt hay nhiu nguyờn t hiro trong phõn t bng mt hay nhiu gc hirocacbon ta
c amin. Thớ d:
CH3-NH2; CH3-NH-CH3; CH3 N; CH2 =CH-CH2 -NH2; C6H5-NH2
3

b) Phõn loi
Amin c phõn loi theo hai cỏch thụng dng nht:
Cỏch th nht: Theo loi gc hirocacbon, nh cỏc loi: Amin thm (nh anilin C6H5NH2 ), amin mch
h (nh etylamin C2H5NH2 ).





1
2
Cỏch th hai: Theo bc ca amin, cú cỏc loi: Amin bc I ( RNH2 ), amin bc II R NHR , amin bc

III

R R NR . Bc ca amin c quy nh theo s nguyờn t hiro trong phõn t amoniac b thay th
1

2

3

bi s gc hirocacbon. Thớ d:

CH3-CH2 -CH2 -NH2; CH3 -CH2 -NH-CH3; CH3-N CH3 2
amin baọ
cI

amin baọ
c II

amin baọ
c III

c) Cụng thc tng quỏt
Amin no, mch h: CnH2n +2 +tNt
Amin no, n chc, mch h: CnH2n +3N
Amin n chc: CxHyN
Amin thm n chc cú gc hirocacbon liờn kt vo nhõn benzen l gc no: C6H2n - 7NH2(n 6)
ng leỷhoaở
c cuứ
ng chaỹ
n)
Amin: CnH2n +2 - 2a +tNt , hay CxHyNt (y 2x 2 t; y, t cuứ
d) Danh phỏp
Theo danh phỏp gc - chc:
Tờn gc hirocacbon mch chớnh tng ng + amin

Vi cỏc amin bc hai v bc ba, tờn ca amin c hỡnh thnh t tờn gc hirocacbon (theo vn a, b,
c, ...) + amin
Theo danh phỏp thay th
Tờn hirocacbon mch chớnh tng ng - v trớ - amin
Vớ d:
Hp cht
Tờn gc chc
Tờn thay th
Tờn thng

Trang 1


CH3NH2
C2H5NH2
CH3CH2CH2NH2
CH3CH(NH2) CH3
C6H5NH2
C6H5NHCH3

Metylamin
Etylamin
Propylamin
Isopropylamin
Phenylamin
Metyphenylamin
4 - metyphenylamin

Metanamin
Etanamin

Propan – 1 – amin
Propan – 2 – amin
Benzenamin
N – Metylbenzenamin
4-metylbenzen -1- amin

Anilin
N – Metylanilin
p-toluiđin

e) Đồng phân
Amin no, đơn chức, mạch hở thường có đồng phân về mạch cacbon, vị trí nhóm chức amin và bậc của
amin. Ví dụ: C4H11N có các đồng phân:
• Đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí nhóm chức

CH3  CH2  CH2  CH2  NH2; CH3  CH  CH3   CH2  NH2;
CH3  CH2  CH(CH3)  NH2; (CH3 )3C  NH2

• Đồng phân về bậc của amin
CH3  CH2  NH  CH2  CH3; (CH3)2 N  CH2  CH2  CH3;
CH3  NH  CH(CH3)2; (CH3 )2 N  C2H5
2. Cấu tạo và tính chất vật lí
• Tương tự phân tử amoniac, phân tử amin có cấu trúc hình thái nguyên tử nitơ ở trạng thái lai hóa sp 3 và
còn chứa một cặp electron tự do.
• Metylamin, đimetylamin, trimetylamin và etylamin là những chất khí mùi khó chịu, độc, dễ tan trong
nước. Các amin đồng đẳng cao hơn là những chất lỏng hoặc rắn, độ tan trong nước giảm dần.
• Anilin (phenylamin) là chất lỏng, sôi ở 184°C, không màu, rất độc, ít tan trong nước, tan trong ancol,
benzen. Để lâu trong không khí, anilin có màu đen và bị oxi hóa bởi oxi không khí.
• Nhiệt độ sôi của amin cao hơn nhiệt độ sôi của hiđrocacbon tương ứng. Đó là do sự phân cực của phân
tử và nhất là do có liên kết hiđro kiểu N-H...N. Amin bậc ba sôi ở nhiệt độ thấp hơn các amin bậc một và

bậc hai có cùng phân tử khối vì không có liên kết hiđro liên phân tử.
• Khi so sánh với ancol có phân tử khối tương đương thì amin có nhiệt độ sôi thấp hơn vì liên kết hiđro NH…N yếu hơn O-H...O và cao hơn hiđrocacbon. Thí dụ:
CH3[CH2 ]3CH3
CH3[CH2 ]3NH2
C2H5NHC2H5
CH3[CH2 ]3OH
M (g)
72
73
73
74
0
ts ( C)
36
78
56,3
118
Các amin thấp tan tốt trong nước chủ yếu nhờ sự tạo thành liên kết hiđro giữa phân tử nước và amin
các bậc khác nhau. Các amin có gốc hiđrocacbon càng cao thì độ tan càng giảm.
3. Tính chất hoá học
a) Tính bazơ
• Cặp electron tự do trên nguyên tử N của amin tương đối linh động, có thể tạo liên kết cho nhận với
proton H+ (hay H3O+) nên amin thể hiện tính bazơ.

Trang 2


amin
ion amoni
• Metylamin và các đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ hoặc làm hồng phenolphtalein, kết

hợp với proton mạnh hơn amoniac vì nhóm ankyl đẩy electron (nhờ hiệu ứng + I) làm tăng mật độ
electron ở nguyên tử nitơ và do đó làm tăng tính bazơ.
��
� RNH+ + OHRNH2 + H2O ��
�
3
• Lực bazơ được đánh giá bằng hằng số bazơ Kb hoặc pKb:
Kb =

[RNH3+][OH- ]
vaøpK b =-lgK b
[RNH2 ]

Tính bazơ càng mạnh thì Kb càng lớn và pKb càng nhỏ.
• Anilin có tính bazơ, có thể kết hợp với proton H + nhưng không làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng
phenolphtalein vì tính bazơ của nó yếu, yếu hơn amoniac do gốc phenyl có hút electron (nhờ hiệu ứng C) làm giảm mật độ electron của nguyên tử nitơ.

• Tác dụng với axit
CH3NH2 + HCl � CH3NH3Cl
Metylamin
Metalamoni clorua
C6NH2 + HCl � C6NH3Cl
Alinin
Phenylamoni clorua
• Phản ứng giữa anilin với dung dịch FeCl3
3C6H5NH2 + 3HOH � 3C6H5NH3OH
3C6H5NH3OH + FeCl3 � 3C6H5NH3Cl + Fe(OH)3
3C6H5NH2 + 3H2O + FeCl3 � C6H5NH3Cl + Fe(OH)3 �
• Các muối amino tác dụng dễ dàng với kiềm tái tạo lại amin ban đầu.
CH3NH3Cl + NaOH � CH3NH2 + NaCl + H2O

C6NH5Cl + NaOH � C6H5NH2 + NaCl + H2O
b) So sánh tính bazơ của các amin
Tính bazơ của các amin phụ thuộc vào độ linh động của cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ:
• Nhóm R đẩy electron (nhờ hiệu ứng +I, +C) sẽ làm tăng sự linh động của cặp electron tự do trên nguyên
tử N nên tính bazơ tăng. Nếu R đẩy electron càng mạnh thì tính bazơ càng tăng. Thí dụ:
Lực bazơ : CH3CH2CH2 -NH2 >CH3CH2 -NH2 >CH3 -NH2 >H-NH2
• Nhóm R hút electron (nhờ hiệu ứng -I, -C) sẽ làm giảm sự linh động của cặp electron tự do trên nguyên
tử nitơ nên tính bazơ giảm. R hút electron càng mạnh thì tính bazơ càng giảm. Thí dụ:
Lực bazơ: H-NH2 >C6H5-NH2 >  C6H5  2 NH >  C6H5  3 N

• Trong dãy ankylamin các bậc, thì amin bậc 2 có tính bazơ mạnh nhất. Hiện tượng này được giải thích
bằng sự solvat hoá của ankylamin trong dung dịch nước. Sự solvat hoá phụ thuộc vào số nguyên tử
hiđro trong ankylamoni và hiệu ứng không gian loại một. Amin bậc 3 có nhiều nhóm đấy hơn nhưng lại
giảm về khả năng solvat hoá vì ít hiđro hơn và vì hiệu ứng không gian.

Trang 3


amin bậc I

amin bậc II

amin bậc III

Thí dụ:
Lực bazơ: (CH3)2 NH >CH3NH2 >(CH3)3 N
pKb:

3,23
3,38

4,20
(CH3CH2 )2 NH >CH3CH2NH2 <(CH3CH2 )3 N

pKb:
3,07
3,37
3,13
• Nếu trong nhân benzen có nhóm đẩy electron thì tính bazơ tăng. Các nhóm hút electron làm giảm mật
độ electron ở nguyên tử nitơ làm giảm tính bazơ. Thí dụ:
p- CH3C6H4NH2 >C6H5NH2 > p- ClC6H 4NH2 > p- NC-C6H4NH2
pKb:
8,90
9,40
10,02
12,26
• Đối với amin thơm có nhóm thế dù hút hay đẩy electron ở vị trí ortho đều làm giảm tính bazơ so với các
amin thơm có nhóm thế ở para và meta. Đó có thể do nhiều lý do như có hiệu ứng trường của nhóm thế
ở vị trí ortho. Thí dụ:
p -CH3C6H4NH2 > m -CH3C6H4NH2 > o -CH3C6H4NH2
pKb:

8,90
9,31
9,61
m -ClC6H4NH2 > p -ClC6H4NH2 > o -ClC6H4NH2

pKb:
10,48
10,02
11,39

c) Phản ứng với axit nitrơ
• Amin bậc I sẽ có hiện tượng sủi bọt khí.
RNH2 + HONO � ROH + N2 � + H2O
Thí dụ :
C2H5NH2 + HONO � C2H5OH + N2 � + H2O
Anilin và các amin thơm bậc I tác dụng với axit HNO2 ở nhiệt độ thấp (0-50C) cho muối điazoni
0

0-5 C
C6H5NH2 + HONO + HCl ���
� C6H5N2+Cl - + H2O

phenylđiazoni clorua
Muối điazoni có vai trò quan trọng trong tổng hợp hữu cơ và đặc biệt là tổng hợp phẩm nhuộm azo.
• Amin bậc II sẽ tạo hợp chất nitrozamin (chất lỏng hầu như không tan trong nước).

Thí dụ:
HCl
(CH3)2NH + HONO ���
(CH3)2N-NO + H2O

đimetylnitrozamin
Các nitrozamin rất dễ thủy phân trong môi trường axit để tạo ra amin ban đầu.
Trang 4


Do đó có thể dùng phản ứng trên để tách amin bậc II ra khỏi hỗn hợp.
• Amin bậc III không phản ứng với HNO2
d) Phản ứng thế nguyên tử hiđro trong nhóm amino
• Phản ứng ankyl hóa: Khi cho amin bậc I hoặc bậc II tác dụng với ankyl halogenua, nguyên tử H của

nhóm amin có thể bị thay thế bởi gốc ankyl.
RNH2



+

R 2 N H2 X

_





R3 N H X

_

_

��
� R NH + R NH3 X
+ RNH2 ��
�
2
2

��
� R NHX

R2NH + RX ��
�
3
+



��
� R NH X
+ RX ��
�
2
2

_



��
� R N + R NH X
+ R 2NH2 ��
�
3
2
2

_

Thí dụ:

• Phản ứng oxy hóa: Amin phản ứng dễ dàng với axit, cloru axit hoặc anhiđrit axit tạo ra các amit thế. Thí
dụ:
C6H5NH2 + CH3COOH � CH3CONHC6H5 + H2O
anilin
axit axetic
axetanilit
C6H5NH2 + CH3COCl � CH3CONHC6H5 + HCl
C6H5NH2 + (CH3CO)2 O � CH3CONHC6H5 + CH3COOH
Nguyên tử hiđro thứ hai của nhóm –NH2 không bị thế vì khi tạo ra amit thế thì cặp electron n của amit
thế đã tham gia liên hợp với nhóm >C=O. Các amit này không bền, trong môi trường kiềm dễ bị thủy
phân tạo ra amin ban đầu.
CH3CONHC6H5 + NaOH � CH3COONa + C6H5NH2
Vì vậy, người ta có thể bảo vệ nhóm amin trong tổng hợp hữu cơ bằng phản ứng axyl hóa và để tách các
amin bậc III ra khỏi hỗn hợp chứa các amin bậc I, bậc II.
Thí dụ: Từ benzen và các chất cần thiết khác, hãy tổng hợp o-nitroanilin.
Amin rất nhạy với tác dụng của chất oxi hóa vì vậy khi xử lí với HNO 3 hoặc chất oxi hóa nào khác thì
phải dùng nhóm axyl để bảo vệ.

Trang 5


• Phản ứng với cacbon đisunfua (CS2)
Các amin bậc I phản ứng với CS 2 tạo ra isothioxianat là những chất có khả năng phản ứng cao (thường
được dùng để nhận ra nguyên tử hiđro linh động trong ancol hoặc amin).

e) Phản ứng với anđehit và xeton
• Amin bậc I: Có phản ứng cộng của amin vào cacbon của nhóm cacbonyl tạo sản phẩm trung gian
cacbinolamin rồi sau đó tách nước để tạo ra các amin:

Anđehit hoặc xeton

• Amin bậc II: Phản ứng cộng nucleophin của amin bậc II vào nhóm cacbonyl tạo ra sản phẩm trung gian
là cacbinolamin, sau đó tách nước để tạo ra enamin.

f) Phản ứng thế ở nhân thơm
Nhóm –NH2, -NHR, -NR2 trong amin thơm là các nhóm thế hoạt hóa nhân thơm trong phản ứng thế
electrophin và định hướng cho nhóm thế mới vào vị trí ortho hoặc para. Thí dụ:

Trang 6


Phản ứng này dùng để nhận biết anilin.
4. Điều chế
a) Khử hợp chất nitro
Anilin và các amin thơm thường được điều chế bằng cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitro tương
ứng) bởi hiđro mới sinh nhờ tác dụng của kim loại (như Fe, Zn) với axit HCl. Thí dụ:
Fe +HCl
C6H5NO2 + 6[H] ����
� C6H5NH2 + 2H2O

Hoặc:
C6H5NO2 + 3Fe + 7HCl � C6H5NH3Cl + 3FeCl 2 + 2H2O
C6H5NH3Cl + NaOH � C6H5NH2 + NaCl + H2O
b) Thay thế H của phân tử amoniac
• Ankyl hóa bằng ankyl halogenua với các tỉ lệ mol khác nhau có thể thu được các amin bậc I, II, III:
C H OH

2 5
R-X + NH3 ����
� R-NH2 +HX
1000C

2R-X + NH3

C H OH

2 5
����
� R-NH-R + 2HX
1000C

C H OH

2 5
3R-X + NH3 ����
� R3N + 3HX
1000C

Phương pháp tốt nhất để điều chế amin bậc I không lẫn các amin bậc II và bậc III là ankyl hóa kali
phtalimit bằng dẫn xuất ankyl halogenua.

Thí dụ:

Trang 7


• Ankyl hóa bằng ancol
Al O

2 3
R-OH + NH3 ���

� R-NH2 + H2O
P
cao

Al O

2 3
2R-OH + NH3 ���
� R-NH-R + 2H2O
P
cao

Al3O3
Pao

3ROH + NH3 ���
� R3N + 3H2O
c) Từ các hợp chất nitril
RX + KCN � R-C �N + KX
LiAlH

4
RCN ���
� RCH2NH2

Có thể dùng các chất khử khác: B2H6; H2 /Pt; LiAlH  OC2H5  3 .
e) Khử hợp chất oxim

Có thể dùng các chất khử khác: H2 /Pt; Na/C2H5OH
f) Khử hợp chất axit

Bằng phương pháp này có thể điều chế amin bậc I không lẫn amin bậc II và bậc III.
NaN

1.LiAIH /ete

3
4
RI ���
� RN3 �����
� RNH2
2.NaOH/H O
2

g) Khử hợp chất amit

Chú ý:
 NaBH không khử được amit.
 Sự chuyển vị Hopman từ amit:

 Sự chuyển vị Cuatiut từ azit:

h) Khử - amin hoá anđehit và xeton
0

Ni,t
>C=O + NH3 + H2 ���
� CH-NH2 + H2O

Thí dụ:
0

Ni,t
C6H5-CHO + NH3 + H2 ���
� C6H5CH2NH2 + H2O

Benzanđehit
benzylamin lxt
Nếu thay thế NH3 bằng RNH2 (hoặc R2NH) ta sẽ được amin bậc hai (hoặc bậc ba). Thí dụ:
Trang 8


Pt/ etanol
(CH3)2 C=O + HOCH2CH2NH2 + H2 ����
� HOCH2CH2NH-CH(CH3)2

axeton
etanolamin
β-hidroxietyl isopropyl amin (95%)
i) Phương pháp chuyển vị
Ta có thể điều chế amin bậc một dãy béo hoặc dãy thơm bằng phương pháp chuyển vị xuất phát từ một
số hợp chất cacbonyl hoặc dẫn xuất của chúng.
• Chuyển vị Hopman

• Chuyển vị Cautiut (Curtius)

• Chuyển vị Smit (Schmit)

• Chuyển vị Lotxen (Lossen)

• Chuyển vị Becman (Beckmann)

5. Phản ứng của muối điazoni
Có hai loại phản ứng quan trọng:

a) Các phản ứng thế nhóm N2 , giải phóng N2

• Thế N2 bằng nhóm -OH: Đun dung dịch muối điazoni trong nước, sẽ thấy sủi bọt khí N2. Thí dụ:
+

0

t
[C6H5 N2 ]HSO-4 + H2O ��
� C6H5OH + N2 + H2O

Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế nucleophin Sl:


Chaä
m
���
� C H + N + HSO
[C6H5 N2 ]HSO4 ���
�
6 5
2
4

&
& ��

��
� C H OH + H
C6H5 + HOH
�
6 5
• Các phản ứng thế khác:

Trang 9




H PO ,H O

3
2
2
[C6H5N �N]Cl  �����
C6H6 + N2 + HCl
 H PO
3



3

0

t
[C6H5N �N]BF4 ����

� C6H5F
 N , BF
2

3

b) Các phản ứng thế vào nhân thơm của phenol và amin thơm tạo thành hợp chất azo

p-hiđroxiazobenzen

p-đimetylazobenzen
II. AMINO AXIT
1. Công thức tổng quát
R(NH2 )x (COOH)y (x �1, y �1) hoặc CnH2n+2-2(k+y)+xNx (1�yVì nhóm COOH có tính axit, nhóm NH2 có tính bazơ nên ở trạng thái kết tinh amino axit tồn tại ở
dạng ion lưỡng cực. Trong dung dịch, dạng ion lưỡng cực chuyển một phần nhỏ thành dạng phân tử.

dạng ion lưỡng cực
dạng phân tử
Trừ glyxin, các amino axit đều là những chất hoạt động quang học. Tất cả các amino axit trong tự nhiên
đều có cấu hình L- giống như L-glixeranđehit.

L-serin
axit L-glutamic
2. Danh pháp
Tên của các amino axit xuất phát từ tên gốc của axit cacboxylic tương ứng (tên thông thường, tên thay
thế), có thêm tiếp đầu ngữ amino và chữ Hy Lạp (,, ,,, ,�) hoặc số (2, 3, 4,...) chỉ vị trí của
nhóm –NH2 trong mạch. Ngoài ra một số α-aminoaxit có trong tự nhiên thường có tên riêng nữa.
Hợp chất
Tên thay thế

Tên bán hệ thống
CH2(NH2)-COOH
Axit aminoetanoic
Axit aminoaxetic
CH3CH(NH2)COOH
Axit 2-amino propanoic
Axit α-aminopropanoic
Trang 10


(CH3)2CHCH(NH2)-COOH
HOOC[CH2]2CH(NH2)COOH
HOOCCH2CH(NH2)COOH
HOC4H6CH2CH(NH2)COOH

Axit 2-amino-3-metylbutanoic
Axit 2-aminopentanđioic
Axit 2 – aminobutanđioic
Axit 2-amino-3(4-hidroxiphenyl)
Propanoic

H2N[CH2]4CH(NH2)COOH

Axit 2,6-điaminohexanoic

Axit α-aminoisovaleric
Axit α-aminoglutamic
Axit α-aminosuccinic
Axit α-amino- β (phiđroxiphenyl) propionic
Axit α,ɛ-điaminocaproic

Hợp chất
CH2(NH2)-COOH
CH3-CH(NH2)-COOH
(CH3)2CH-CH(NH2)-COOH
HOOC-[CH2]2-CH(NH2)-COOH
HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH
HO- C6H4-CH2-CH(NH2)COOH
H2N-[CH2]4-CH(NH2)COOH
(CH3)2CH-CH2-CH(NH2)-COOH
CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH
HOCH2-CH(NH2)-COOH
CH3CH(OH)-CH(NH2)-COOH
HS-CH2-CH(NH2)-COOH
CH3-S-[CH2]2-CH(NH2)-COOH

Tên thông thường
Glyxin hay glicocol
Alanin
Valin
Axit glutamic
Axit aspartic
Tyrosin
Lysin
Leuxin
Isoleuxin
Phenylalanin
Serin
Threonin

Cystein
Methionin
Arginin

H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH
H2N-CO -[CH2]2 -CH(NH2)-COOH

Asparagin
Glutamin
Tryptophan

Histidin

Prolin

Viết tắt
Gly
Ala
Val
Glu
Asp
Tyr
Lys
Leu
Ile
Phe
Ser
Thr
Cys
Met

Arg
Asn
Gln
Try

His

Pro

3. Tính chất vật lí
Amino axit là những chất rắn, kết tinh, không màu, nhiệt độ nóng chảy tương đối cao (phân hủy khi
nóng chảy) và tương đối dễ tan trong nước, không tan trong các dung môi không phân cực như benzen,
hexan, ete, ...
4. Tính chất hóa học
a) Tính lưỡng tính. Điểm đẳng điện
Trang 11




• Tính lưỡng tính: Các amino axit có tính lưỡng tính, nhóm N H thể hiện tính axit, còn nhóm COO- thể
3
hiện tính bazơ. Hằng số Ka của amino axit thể hiện lực axit của cation amoni.

Hằng số Kb thể hiện lực bazơ của ion cacboxylat:

Amino axit vừa phản ứng với axit, vừa phản ứng với bazơ:

• Điểm đẳng điện: Ở một pH trung gian nào đó, amino axit tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực, khi ấy trong
một điện trường nó không chuyển dịch về một điện cực nào cả vì các điện cực trái dấu đã cân bằng. pH

đó được gọi là điểm đẳng điện và kí hiệu bằng pHI. Ở pH thấp, amino axit mang điện tích dương sẽ
chuyển dịch về cực âm, trái lại ở pH cao amino axit mang điện âm và chuyển về cực dương. Điểm đẳng
điện của các amino axit trung hòa (số nhóm NH2 bằng số nhóm COOH) được tính theo biểu thức:
pK a1  pK a2
pHI 
2


pKa1 là hằng số phân li của nhóm COOH, pK a2 là hằng số phân li của nhóm N H . Thí dụ: Đối với
3
2,34  9,69
 6,01
2
Đối với những axit điamino monocacboxylic hoặc monoamino đicacboxxylic có ion lưỡng cực nằm
giữa hai dạng cân bằng điện tích lẻ và điểm đẳng điện là trung bình cộng của hai giá trị pK a của hai cân
bằng giữa hai dạng điện tích lẻ với ion lưỡng cực. Thí dụ: Axit aspartic có sơ đồ ion hóa như sau:


alanin, pKa1 (của nhóm COOH) = 2,34; pKa2 (của nhóm N H ) = 9,69  pHI 
3

Trang 12


Vì phân tử axit aspartic trung hòa điện (điện tích = 0) nằm giữa hai cân bằng (1) và (2), do đó điểm đẳng
điện của nó có giá trị như sau:
2,10  3,86
 2,98
2
amino axit dạng điamino

pHI 
Trường

hợp

monocacboxylic,

thí

dụ

phân

tử

lysin

H2N[CH2 ]4CH(NH2 )COOH , có dạng phân li sau:

Vì phân tử lysin trung hòa điện (điện tích = 0) nên điểm đẳng điện của nó nằm giữa hai cân bằng (2) và
(3) (2 dạng có diện tích lẻ), vậy ta có:
pK a2  pK a3 8,95 10,53
pHI 

 9,74
2
2
Dựa vào sự khác nhau của pHI có thể tách được hỗn hợp amino axit ở một pH nhất định bằng cách đưa
vào hai điện cực, khi ấy hỗn hợp sẽ tách thành từng vệt (hiện tượng điện di): pH < pH I amino axit di

chuyển về phía cực (-); pH > pHI amino axit di chuyển về phía cực (+):

Nếu biết được giá trị pKa của một aminno axit nào đó, ta có thể tính được nồng độ phần trăm của các
dạng proton hóa, dạng trung hòa và dạng đeproton hóa ở một giá trị pH xác định của amino axit đó theo
phương trình HentosơnHasenbach.
[H3O ][A  ]
[A  ]
[A  ]
  lg[H3O ]  lg
 pH  lg
[HA]
[HA]
[HA ]
b) Phản ứng của nhóm cacboxyl
• Phản ứng este hóa: Amino axit tác dụng với ancol khi có mặt của khí HCl. Do sản phẩm dưới dạng
muối clohiđrat nên phải xử lí sản phẩm bằng dung dịch NaOH hoặc NH3.
pK a   lg

Trang 13


_



NaOH
HCl khí
� H2N  R  COOR�
���
� Cl H N R  COOR� �����

H2N  R  COOH + R�OH ����
 NaCl, H2O
3
-H O
2

• Phản ứng đecacboxyl hóa: Khi có enzim đecacboxiđaza thì amino axit bị tách nhóm cacboxyl tạo thành
amin.
Ñecacboxiñaza
H2N-R-COOH �����
� R-NH2 + CO2

c) Phản ứng của nhóm amino
• Phản ứng với axit nitrơ: Axit nitro phản ứng với amino axit để chuyển nhóm NH 2 thành nhóm OH
(tương tự trường hợp amin).
H2N-R-COOH + HNO2 � HO-R-COOH + N2 � + H2O
Dựa vào thể tích N2 thoát ra, có thể xác định được lượng amino axit trong dung dịch.
• Phản ứng ngưng tụ với fomanđehit: Nhóm NH2 của amino axit tham gia phản ứng ngưng tụ với
fomanđehit tạo thành dẫn xuất chứa nhóm metylenamino:
HCHO + H2N-R-COOH � CH2 =N-R-COOH + H2O
Phản ứng này được dùng để khóa nhóm NH2 khi chuẩn độ amino axit.
• Phản ứng ankyl hóa: Nhóm NH2 của amino axit được ankyl hóa bằng dẫn xuất halogen. Thí dụ:

N-(2,4-đinitrophenyl)glyxin
• Phản ứng oxyl hóa: Khi cho amino axit phản ứng với clorua axit trong môi trường kiềm hoặc anhiđrit
axit thu được dẫn xuất N-axyl. Thí dụ:
1.OH /H O

2
C6H5COCl + H2N-CH2 -COOH �����

C6H5CONH-CH2COOH
2.HCl

 CH CO
3

N-benzoylglyxin
0

2

t
O + H2NCH2COOH ��
� CH3CONHCH2COOH + CH3COOH

d) Phản ứng có liên quan đến cả phân tử
• Phản ứng màu với ninhiđrin: Tất cả các α-amino axit đều phản ứng với ninhiđrin cho sản phẩm có màu
tím xanh (riêng prolin cho màu vàng). Phản ứng này rất nhạy, nên được dùng trong phân tích định tính
và định lượng α-amino axit.

• Tác dụng của nhiệt: Khi đun nóng α - amino axit bị tách nước giữa hai phân tử tạo thành điamit vòng 6
cạnh được gọi là đixetopiperazin:
Trang 14


đixetopiperazin
Phân tử β-Amino axit bị tách NH3 cho axit α, β không no:
0

t

R-CH(NH2 )-CH2 -COOH ��
� R-CH=CH-COOH + NH3

Các γ-, δ- và ε-amino axit bị tách nước cho monoamit vòng 5�7 cạnh gọi là lactam. Những phân tử
lactam này chuyển hóa dưới dạng tautome lactim. Thí dụ:

butirolactam
butirolactim

Các ε, -amino axit bị trùng ngưng tạo thành hợp chất cao phân tử loại poliamit có cấu tạo mạch hở,
không nhánh.
0

t
nH2N-[CH2 ]5 -COOH ��
� (-NH-[CH2 ]5  CO-)n + nH2O

axit   aminocaproic

capron (nilon - 6)
0

t
nH2N  [CH2 ]6  COOH ��
�

(-NH  [CH2 ]6  CO-)n + nH2O

axit   aminoetanoic
tơ enang (nilon - 7)

5. Điều chế
a) Thủy phân protein
Phản ứng xảy ra khi có mặt chất xúc tác axit hoặc bazơ hoặc enzim, cho ta hỗn hợp nhiều α-amino axit,
có thể tách riêng ra bằng phương pháp sắc kí, điện li, v,v...
b) Amin hóa axit  halogen cacboxylic
Phương pháp này tương tự phương pháp điều chế amin từ dẫn xuất halogen.

c) Ankyl hóa N-phtalimitmalonat

d) Tổng hợp Streckơ


KCN,NH Cl

H2O,H
4
R  CHO ����
�
� R  CH(NH2 )  COOH
R  CH(NH2 )  CN ����
 H2O

Trang 15


e) Tổng hợp Bukherơ

f) Tổng hợp qua aminodimalonat

III. PEPTIT

1. Khái niệm và phân loại
a) Khái niệm
Liên kết của nhóm CO với nhóm NH giữa hai đơn vị α-amino axit được gọi là liên kết peptit. Thí dụ:

liên kết peptit
Khi thủy phân đến cùng các peptit thì thu được hỗn hợp có từ 2 đến 50 phân tử α-amino axit.
Vậy peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết
peptit.
b) Phân loại
Các peptit được chia thành hai loại:
- Oligopeptit gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc α-amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit,
tetrapeptit, ... đecapeptit.
- Polipeptit gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc α-amino axit. Polipeptit là cơ sở tạo nên protein.
2. Cấu tạo và danh pháp
a) Cấu tạo
Phân tử peptit hợp thành từ các gốc α-amino axit nối với nhau bởi liên kết peptit theo một trật tự nhất
định: Amino axit đầu N còn nhóm NH2, amino axit đầu C còn nhóm COOH.

b) Danh pháp
Tên của các peptit được gọi bằng cách ghép tên các gốc axyl bắt đầu từ amino axit đầu (amino axit N)
còn tên amino axit đầu C được giữ nguyên vẹn, hoặc viết gọn. Thí dụ:

glyxylalanylvalin (Gly-Ala-Val)
3. Tính chất
a) Tính chất vật lí
Các peptit thường ở thể rắn có nhiệt độ nóng chảy cao và dễ tan trong nước.
Trang 16


b) Tính chất hoá học

Do peptit có chứa các liên kết peptit nên có hai phản ứng điển hình là phản ứng thuỷ phân và phản ứng
màu biure.
• Phản ứng màu biure
Những peptit có từ hai nhóm peptit trở lên đều phản ứng với Cu(OH) 2 (dung dịch CuSO4 loãng trong
môi trường kiềm), thấy Cu(OH)2 tan ra và thu được dung dịch phức có màu tím đặc trưng. Phản ứng này
gọi là phản ứng màu biure vì nó tương tự như phản ứng của biure H 2N-CO-NH-CO-NH2 với Cu(OH)2.
Đipeptit chỉ có một liên kết peptit nên không có phản ứng này.
• Phản ứng thuỷ phân
+) Phản ứng thủy phân hoàn toàn:
Khi đun nóng dung dịch peptit với axit hoặc kiềm, sẽ thu được dung dịch không có phản ứng màu blure
là do peptit bị phân huỷ thành hỗn hợp các α-amino axit. Thí dụ:

+) Phản ứng thủy phân không hoàn toàn
Nhờ enzim đặc hiệu, các peptit được thủy phân không hoàn toàn thành những phân tử peptit nhỏ hơn.
Enzim aminopeptitđaza xúc tác cho phản ứng thủy phân thu được amino axit "đầu N" và phân tử peptit
nhỏ hơn.

Enzim cacboxipeptitđaza xúc tác cho phản ứng thủy phân peptit thu được amino axit "đuôi C" và phân
tử peptit nhỏ hơn:

Một số enzim chỉ phân cắt liên kết peptit xác định. Thí dụ:
- Trypsin phân cắt liên kết peptit sau amino axit bazơ: Lysin (Lys) và arginin (Agr).
- Chimotripsin phân cắt liên kết peptit sau amino axit thơm: Phenylalanin (Phe), tryptophan (Trp) và
Tyrosin (Tyr).
4. Phân tích peptit
a) Xác định amino axit đầu N
• Dùng 2,4-đinitroflobenzen (DNFB) (phương pháp Sanger):
Cho peptit tác dụng với DNFB sẽ được dẫn xuất 2,4-đinitrophenyl ở đầu N của peptit, sau đó đem thủy
phân sẽ được dẫn xuất 2,4-địnitrophenyl của amino axit đầu N, dẫn xuất này dễ dàng tách ra và nhận
biết được.

Trang 17


Tách lấy kết tủa rồi nhận dạng.
• Dùng C6H5-N=C=S (phenylisothioxianat) - Phương pháp Edman:

phenylthiohiđantion
b) Xác định amino axit đầu C
- Khi thủy phân peptit nhờ enzim cacboxipeptitđaza sẽ thu được amino axit đuôi và peptit ngắn hơn. Có
thể tách amino axit đó một cách dễ dàng rồi nhận biết nó.
- Cũng có thể dùng hiđzazin. Thí dụ:

(Ala-Gly-Phe)

5. Điều chế
a) Phương pháp điều chế peptit phổ biến
Để tổng hợp một peptit có trật tự xác định các gốc amino axit trong phân tử, ta cần bảo vệ nhóm amino
và nhóm cacboxyl nào đó khi không cần chúng tham
gia phản ứng tạo liên kết peptit.
• Nhóm amino thường được bảo vệ bởi nhóm benzyloxicacbonyl C6H5CH2OCO (còn gọi là nhóm
cacbobenzoxi, kí hiệu là Cbz) bằng cách cho amino axit phản ứng với cacbobenzoxiclorua
(benzylclorofomiat) trong dung dịch kiềm. Thí dụ:

Trang 18


benzyl oxicacbonyl glyxin (Cbz-Gly)
Ngoài nhóm amino còn được bảo vệ bằng tert-butoxicacbonyl: (CH3)3CO  CO  nhóm này được gọi
là BOC.

• Nhóm cacboxyl thường được bảo vệ bằng cách chuyển thành benzyl hay etyl metyl este. Thí dụ:

benzyleste của alanin
Sau khi đã bảo vệ nhóm amino và nhóm cacboxyl, thực hiện phản ứng ngưng tụ giữa hai amino axit nhờ
chất xúc tác DCC (đixiclohexyl cacbođiimit: C6H11  N  C  N  C6H11 ) thu được dẫn xuất đipeptit
glyxylalanin:

Loại bỏ nhóm bảo vệ bằng phản ứng hiđro phân.

b) Phương pháp tổng hợp peptit của Merifin
Phương pháp này tổng hợp peptit trong pha rắn, nhờ chất mang rắn là loại polistiren clometyl hóa mà
mỗi 100 vòng benzen lại có một nhóm –CH2Cl thế vào vị trí para.
Chất polistiren clometyl có cấu tạo như sau:

Cho dung dịch amino axit đã được bảo vệ nhóm amin vào dung dịch polistiren clometyl (ClCH2polime).

Lọc kết tủa cho tác dụng với axit để tách nhóm bảo vệ (BOC):

Trang 19


Cho sản phẩm ngưng tụ tiếp với amino axit đã khóa nhóm amin.

Loại bỏ nhóm bảo vệ BOC:

Lặp đi lặp lại quá trình này để phát triển mạch cho đến khi tạo thành polipeptit.

Sau đó loại bỏ nhóm khóa, thu được polipeptit với hiệu suất cao.

c) Điều chế theo phương pháp Becman

Trong phương pháp này, nhóm amino được bảo vệ bằng cách cho amino axit phản ứng với
cacbobenzoxiclorua, sau đó hoạt hóa nhóm cacboxyl bằng SOCl 2 và cho ngưng tụ với amino axit khác,
cuối cùng thực hiện phản ứng hiđro phân.
Thí dụ:

d) Điều chế theo phương pháp Sichan
Cho amino axit tác dụng với anhiđrit phtalic:

Trang 20


Cho sản phẩm tác dụng với amino axit thứ hai có mặt HCl và sau đó hiđrat hóa.

IV. PROTEIN
a) Khái niệm và phân loại
• Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu. Protein có vai
trò là nền tảng về cấu trúc và chức năng của mọi sự sống.
• Protein được phân thành 2 loại: Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc αamino axit và protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần
phân tử "phi protein" như axit nucleic, lipit, gluxit, ...
b) Tính chất
• Tính chất vật lí
- Dạng tồn tại: Protein tồn tại ở nhiều dạng chính: Dạng hình sợi và dạng hình cầu. Dạng hình sợi như
keratin của tóc, móng, sừng; miozin của cơ bắp, fibroin của tơ tằm, màng nhện. Dạng protein hình cầu
như anbumin của lòng trắng trứng, hemoglobin của máu.
- Tính tan: Tính tan của các loại protein rất khác nhau. Protein hình sợi hoàn toàn không tan trong nước
như keratin (tóc, móng, sừng), miozin (cơ, bắp), fibroin (tơ) ...Protein hình cầu tan trong nước tạo thành
dung dịch keo như anbumin (lòng trắng trứng), hemoglobin (máu).
- Sự đông tụ: Khi đun nóng hoặc cho axit hay bazơ hay một số muối vào dung dịch protein, protein sẽ
đông tụ lại, tách ra khỏi dung dịch, ta gọi đó là sự đông tụ protein.
• Tính chất hóa học

- Phản ứng thủy phân:
Khi đun nóng protein với dung dịch axit hoặc dung dịch kiềm hay nhờ xúc tác enzim, các liên kết peptit
trong phân tử protein bị phân cắt dần, tạo thành chuỗi peptit và cuối cùng thành hỗn hợp các α-amino
axit. Thí dụ:

- Phản ứng màu: Protein có một số phản ứng màu đặc trưng.
- Phản ứng với HNO3: Nhóm
của một số gốc amino axit trong phân tử protein đã phản ứng
với HNO3 cho nhóm mới mang nhóm NO 2 có màu vàng, đồng thời protein đông tụ bởi HNO 3 thành kết
tủa.
Trang 21


- Phản ứng Cu(OH)2: Cho protein tác dụng với Cu(OH)2 (tạo ra từ phản ứng CuSO4 + NaOH) sẽ thấy
xuất hiện màu xanh tím do sự tạo thành phức của đồng (II) với hai nhóm peptit (-CO-NH-).
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP
I. AMIN
DẠNG 1: HOÀN THÀNH CÁC PHẢN ỨNG THEO SƠ ĐỒ CHUYỂN HOÁ
Phương pháp: Nắm vững tính chất hoá học của amin và các hợp chất có liên quan.
Ví dụ 1: Xác định công thức cấu tạo của các chất chưa biết theo sơ đồ chuyển hóa:
PBr

1.NaBH

CH2N2
LiAlH4
KCN
5
4
� A 2 ���

� A 3 ���
a) PhCHO ���
� A 1 ����
� A 4 ���
� A5
2.H2O
POCl3
Ac2O
Pd/C
� A 8(C11H11N)
A 5 ���
� A 6 ���
� A 7 ���
1.BuLi
Br2
NaHSdö
PhCHO
� B4
�
� B2 ���
� B3 ���
b) Xiclopropan ��
� B1 ���
2.MeI
HgCl

Br

PCl

1.CH NH

2
2
5
3
2
B4 �����
B5 ���
� B6 ���
� B7 ����
� B8(C8H11N)
H O,MeOH
2.LiAlH
OH
2

4

Giải

Trang 22


Ví dụ 2: Viết các tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) và viết công thức cấu
tạo của các hợp chất hữu cơ F, G, H, I, J để hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau:

Giải
Sơ đồ chuyển hóa:

Ví dụ 3: Viết tác nhân, điều kiện phản ứng (nếu có) thay cho dấu chấm hỏi (?) và công thức cấu tạo của
các hợp chất hữu cơ A, B, C, D để hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
1.KM nO ,H O,t0

?
HNO3 /H2SO4
H2 /Ni
Fe/HCl
4
2
C6H6 ��
� C6H5C2H5 ������
� A �����
� B ���
� C ���
�D
2.H O
to
to
t0
3

Hãy so sánh nhiệt độ nóng chảy và so sánh lực axit của các chất A, B, C, D. Giải thích.
Giải

Trang 23


Lực axit: B> A > C > D (C không ở dạng ion lưỡng cực, chỉ có D ở dạng ion lưỡng cực).
Nhiệt độ nóng chảy: D > C > B > A. D ở dạng ion lưỡng cực, bị phân hủy trước khi nóng chảy ở nhiệt

độ > 200°C; B và C đều có khối lượng lớn hơn và nhiều liên kết hiđro liên phân tử hơn A nên tác của C,
B cao hơn của A. Mặt khác, nhóm NH2 ở C vừa làm tăng momen lưỡng cực, vừa tạo liên kết hiđro liên
phân tử nhiều hơn so với nhóm NO2 ở B vì vậy t0nc của C (178-180°C) cao hơn của B (139-141°C).
DẠNG 2: BÀI TẬP VỀ ĐIỀU CHẾ
Phương pháp: Nắm vững các phương pháp điều chế amin.
Ví dụ 1: Từ benzen, hãy viết sơ đồ tổng hợp các hợp chất sau:

Giải

Trang 24


Ví dụ 2: Từ xiclojexen, các chất hữu cơ (không quá hai nguyên tử cacbon trong phân tử) và các chất vô
cơ cần thiết hãy viết sơ đồ phản ứng điều chế:

Giải

Trang 25